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big data

Coronavirus: intelligenza artificiale arma di contrasto e controllo

Dalla ricerca di vaccini e nuovi farmaci alla lotta contro le pandemie future. Ecco tutte le risorse dell’intelligenza artificiale che la scienza medica può schierare per contrastare il diffondersi ulteriore del coronavirus e di nuove epidemie che dovessero presentarsi in futuro

11 Feb 2020
Domenico Marino

Università degli Studi Mediterranea di Reggio Calabria


La pandemia scatenata dal coronavirus nCoV-2019 ha risvegliato nell’umanità dei fantasmi che molti ritenevamo essere ormai retaggio del passato. Quando da studenti studiavamo la descrizione della pestilenza Promessi Sposi di Manzoni eravamo convinti che essa appartenesse ad un mondo ormai molto lontano da noi.

A differenza del 1600, tuttavia, possiamo contare su uno strumento importante quale l’intelligenza artificiale che potrebbe rivelarsi molto utile in termini di ricerca di nuovi medicinali e farmaci, di previsione dell’evoluzione della epidemia e di controllo del rispetto della quarantena. Proviamo a riassumerne gli scenari di utilizzo già in essere e le prospettive per il prossimo futuro.

Coronavirus, il possibile ruolo di contrasto dell’Intelligenza artificiale

Già nei giorni scorsi la Cina ha lanciato un programma di lotta al nCoV-2019 basato sull’intelligenza artificiale. Con due direttrici, la prima che consiste nell’usare l’intelligenza artificiale per controllare il rispetto delle misure di quarantena e per individuare i soggetti che sono potenzialmente portatori. Attraverso droni dotati di scanner si possono individuare i soggetti che non seguono le regole della quarantena e invitarli a farlo. Attraverso il monitoraggio di alcuni parametri corporei si possono individuare nella folla i soggetti che potenzialmente sono in grado di trasmettere il virus. La seconda direttrice consiste nello studiare algoritmi di intelligenza artificiale che permettono di prevedere l’evoluzione dell’epidemia e facilitare la ricerca di nuovi farmaci e vaccini.

L’utilizzo dell’intelligenza artificiale per controllare il rispetto delle misure di quarantena può essere estremamente utile ed efficiente soprattutto per raggiungere le aree rurali e periferiche.

Significativamente un video di Global China fa vedere un drone che invita una vecchietta tibetana ad indossare la mascherina per proteggersi dal nCoV-2019.

Le questioni etiche

Questo strumento però presenta alcuni problemi di natura etica. I sistemi di riconoscimento e di tracciamento sono sempre poco rispettosi della privacy e si prestano facilmente ad abusi che vanno ad incidere sulle libertà individuali. Tuttavia, va anche detto che il caso delle epidemie è esso stesso un caso sensibile dal punto di vista etico. Con gli antibiotici e i vaccini l’umanità sembrava aver superato per sempre la necessità di ricorrere per controllare le epidemie a quelle misure che ebbero molta fortuna a partire dal medioevo e che si basavano sull’isolare i malati dal resto della società. Sulla compatibilità fra diritti individuali e quarantena ci sarà molto da scrivere nei prossimi mesi perché per evitare il diffondersi del virus si è dovuto ricorrere e, probabilmente, di dovrà ancor di più ricorrere a misure che limitano alcuni diritti individuali.

Non è facile, né indolore mettere in quarantena una città di 11 milioni di abitanti, come è problematico lasciare in quarantena una nave con 3500 passeggeri. Il rapporto fra diritti individuali e necessità di salvaguardare la salute collettiva sarà uno dei temi aperti e uno dei nodi che l’umanità dovrà dipanare. In questo scenario l’intelligenza artificiale diventa uno strumento di controllo della quarantena e la accettabilità etica di queste tecnologie è soprattutto legata all’accettabilità etica del fine perseguito. Non si tratta in questo caso di giudicare lo strumento dell’intelligenza artificiale, bensì la misura stessa della quarantena.

AI, ricerca di nuovi farmaci contro il coronavirus e nuovi modelli di controllo delle epidemie

Ma l’intelligenza artificiale nella lotta alle epidemie può essere usata in campi che presentano molti meno problemi etici. In particolare, nella ricerca su nuovi farmaci e vaccini e sui modelli di controllo delle epidemie.

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In relazione al primo aspetto, quello dello sviluppo di nuovi farmaci e vaccini, vi sono diversi programmi che si stanno sviluppando. Un primo ambito di impiego dell’intelligenza artificiale è quello di individuare con meccanismi di machine learning fra i farmaci approvati quelli che possono avere una capacità terapeutica contro il virus CoV-2019. In questo modo si potrebbero sostituire lunghi e dispendiosi esperimenti in vivo e in vitro per studiare l’effetto di alcuni tipi di farmaci sull’infezione da coronavirus. In particolare, un gruppo di scienziati sud coreani ha usato degli algoritmi di intelligenza artificiale per testare le capacità di alcuni antivirali e ha individuato una molecola, il Baricitinib, usata per curare l’artrite reumatoide come potenzialmente in grado di contrastare il coronavirus nCoV-2019. Il Baricitinib è un immunosoppressore che agisce bloccando l’azione di enzimi noti come Janus Chinasi. Sarà interessante vedere le verifiche in vivo e in vitro confermeranno questi risultati. Se così fosse il vantaggio sarebbe notevole.

Gli algoritmi di intelligenza artificiale sono anche usati per ottenere sequenze geniche che sono fondamentali nella ricerca di vaccini e di nuovi farmaci e la maggior parte dei colossi farmaceutici sta sviluppando programmi di intelligenza artificiale che vanno in questo senso.

Un campo in cui le applicazioni dell’intelligenza artificiale hanno già dimostrato di poter avere ottimi risultati è quello delle previsioni epidemiologiche.

Dopo il sostanziale flop di Google Flu Trends un programma di intelligenza artificiale di Google che mirava a predire lo sviluppo delle epidemie influenzali che fu chiuso nel 2015 a seguito di previsioni molto lontane dalla realtà, anche riflettendo sulle cause di questo flop e su quella che è stata definita come trappola dei big data o anche come big data hubris, sono stati fatti notevoli passi avanti e tra i primi che hanno lanciato l’allarme per la pandemia nCoV-2019 vi è stata una società canadese, la Bluedot, che analizzando soprattutto i social, i sistemi di trasporto e i notiziari ha riconosciuto l’emergere della pandemia, ha localizzato i focolai principali, individuato i focolai di diffusione al di fuori della Cina e l’evoluzione dei contagi.

Queste informazioni sono utilissime sia per individuare tempestivamente il rischio pandemico, sia per fare delle misure di contenimento mirate e, quindi, ridurre l’impatto delle misure di quarantena.

Profilazione dei soggetti colpiti

Algoritmi di intelligenza artificiale possono anche essere utili per profilare i soggetti colpiti e, quindi, per individuare i soggetti che avranno una maggiore probabilità di essere colpiti, mettendo in grado i sanitari sia di intervenire preventivamente, sia di comprendere ancora meglio i comportamenti del virus patogeno per poterlo combattere in maniera più efficace.

Accanto ai vaccini e ai farmaci la scienza medica può schierare anche le risorse dell’intelligenza artificiale per combattere le pandemie future. Gli scienziati sono convinti che è il verificarsi del Big One, la grande pandemia mondiale, è solo una questione di tempo.

Facendo tesoro dell’esperienza di questa pandemia che per fortuna mostra ancora tassi di mortalità bassi possiamo affinare strumenti ed algoritmi per poterli usare più efficacemente per combattere il Big One nel caso in cui si dovesse presentare.

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